数据结构(二)--------队列

队列

队列也是一种线性结构,和栈有一些不同.

栈的进出规则是后进先出

队列的进出规则是,先进先出.

队列,就是字面上的意思,出去旅游买门票的时候需要排队吧.谁先排到的,谁就先买票,后来的人要在队尾等待,等你前面没人了,才可以轮到你.

队列就是这样的一种结构.先入队的,可以先出队.队头的元素不出去,是轮不到下一个元素的.就好比排队的时候第一个人一直在那墨迹,你只能等他,等他买完了,才能轮到下一个,不然你就等吧.    和现实略有差异的是,这个队列不能插队,只能规规矩矩的在队尾等待.

这里有一个队列,A先进入,然后B进入,然后C进入.如图:

这时候如果移除一个元素,只能让A出去,因为它在队伍的头部.不能移除其他元素.

现在移除A元素,就变成了如下图:

这就是队列的先进先出规则,先进来的可以先出去.  如果C想出去的话,只能让B先出去,然后C才可以出去.

下面上一波JAVA代码,来实现这个队列

package com.utils.instan;public class ArrayQueue implements com.utils.inter.Queue{/*一个整型数据,模拟队列*/private int queue[] = new int[5];/*游标,表示队首的位置*/private int front = 0;/*队列的长度*/private int size = 0;/*把一个元素加入到队列,加入后使队长加一,并更新游标位置,下面有更新游标的方法*/public void add(Object obj) {if(isFull()){int Queue2[] = new int[size*2];for(int i = 0;i<queue.length;i++){Queue2[i] = queue[i];}queue = Queue2;queue[(front+size)%queue.length] = (int)obj;size++;}else{queue[(front+size)%queue.length] = (int)obj;size++;}}/*根据size的大小,判断队列是否为空*/public boolean isEmpty() {if(size==0){System.out.println("队列空啦~");return true;}else{return false;}}/*判断队列是否满了*/public boolean isFull() {return size==queue.length;}/*从队头移除一个元素,*/public Object remove() {if(!isEmpty()){int k = front;front++;if(front==queue.length){front = 0;}size--;return queue[k];}else{return null;}}public static void main(String[] args) {ArrayQueue aq = new ArrayQueue();for(int i = 0;i<9;i++){aq.add(i);} for(;!aq.isEmpty();){System.out.println(aq.remove());}}}

运行结果:

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队列空啦~

上述代码中,我觉得需要讲一下的就是,关于front和size的操作.

因为这个是基于数组模拟实现的队列,每移除一个元素,我默认让front(也就是数组的下角标)加一.

当然,可以有很多种实现方式.比如

1.   每移除一个元素,就创建一个新的数组, 将原数组的数据从 queue[1]开始复制,一直到队尾,复制到新的数组,然后把引用指向新的数组,也可以模拟实现队列,但是这样比较浪费资源,效率不高.

2.  也不一定非要定义 front和 size, size是表示队列的长度,完全可以定义 front和 tail,一个表示队首的下角标,另一个表示队尾,然后相应的一些判断可以有所改变,总之是,实现方式多种多样的.

下面我就说明一下add()方法.

默认刚创建的队列长度为5.   然后我添加了4个元素  1,2,3,4,如图:

这时候我移除元素1,数组内结构如下图所示:

这都没有问题,如果再插入个数字5,因为当前的队头元素为1,队列的长度为3,所以即将插入队尾的位置就是,front+size=4, 4对应相应数组的下角表,插入后就变成了:

这时候,front=1,size=4,如果再插入一个数据的话,应该向front+size=5插入数据,然而问题出现了,这个数组的角标最大为4,如果是queue[5],会造成越界,然而现在这个数组内并没有满,还有空位置可以插入数据,这时候可以进行判断.

判断(front+size)是否大于这个队伍的容量(queue.length),也就是是否大于4.

如果 (front+size)>queue.length,    注:queue.length = 5.

是的话就在角标为  front+size-queue.length = 0 处插入数据. 

否则的话,就在  front+size处插入数据.

然而用 %( 取余操作符)的话,直接就表示了这个判断的过程.

在 (front+size)%queue.length处插入下一个数据,

如果front+size > queue.length,  那么结果就等于  front+size-queue.length

如果front+size<queue.length   结果还是为  front+size

好啦,队列介绍完啦,队列究竟在哪里使用呢?之后在树的相应遍历操作时需要用到队列的结构,感觉数据结构这种东西还是屌屌的,有的时候确实很好使的~